Comparison of PMU placement methods in power systems for voltage stability monitoring

Comparación de métodos de ubicación de unidades de medición fasorial en sistemas de potencia para monitoreo de estabilidad de tensión

Un sistema de potencia está sujeto a eventos que pueden causar problemas de estabilidad de tensión, los cuales eventualmente pueden conducir a apagones. Las mediciones fasoriales en línea permiten anticipar situaciones que conducen a inestabilidad de tensión. Estas mediciones fasoriales en línea se logran usando unidades de medición fasorial (PMU). Sin embargo, para un sistema de potencia no es económico ni necesario la instalación de PMU en cada nodo. Para evitar esta situación se requiere desarrollar una estrategia de ubicación de PMU útil y conveniente, con un número limitado de PMU disponibles. Este artículo presenta una revisión y comparación de métodos para la ubicación de PMU en sistemas de potencia; además, se hace una clasificación de acuerdo con el tipo de observabilidad y se considera la aplicación del método. Finalmente, se selecciona un método para el monitoreo de estabilidad de tensión en sistemas de potencia y se realizan pruebas sobre el sistema IEEE39 nodos usando la herramienta Matlab-Power System Analysis Toolbox (PSAT).

INTRODUCCIÓN

​La instalación de Unidades de Medición de Fasores (PMU) en cada bus de un sistema eléctrico no es ni económica ni necesaria. Sin embargo, es necesario desarrollar estrategias de ubicación de PMU útiles y convenientes con un número limitado de PMU disponibles. La estrategia de ubicación de las PMU está determinada directamente por las aplicaciones previstas. El Instituto de Investigación de la Energía Eléctrica (EPRI) considera que la colocación óptima de las PMUs debe determinarse en base a dos factores principales: Las características del sistema y las aplicaciones de la PMU [1].

Los investigadores han desarrollado métodos topológicos o numéricos para determinar la ubicación óptima de las PMUs, que minimizan el costo de instalación en el sistema, mientras se logra la observabilidad completa con un número mínimo de mediciones fasoriales. Estos métodos realizan un proceso de optimización teniendo en cuenta todos los buses del sistema.

Una consideración importante para el desarrollo de estas técnicas de localización de PMUs es la determinación de los buses que deben ser equipados con ellas, según las restricciones de instalación y la aplicación de los datos proporcionados por estos dispositivos de medición.

Los informes anteriores que tratan de la colocación de PMUs, como [2]-[4], han clasificado el problema de colocación de PMUs según los métodos y algoritmos que se utilizan para analizar el problema de elegir el número y la ubicación óptimos de la instalación de PMUs.